x
هدف البحث
بحث في العناوين
بحث في اسماء الكتب
بحث في اسماء المؤلفين
اختر القسم
موافق
تاريخ الرياضيات
الاعداد و نظريتها
تاريخ التحليل
تار يخ الجبر
الهندسة و التبلوجي
الرياضيات في الحضارات المختلفة
العربية
اليونانية
البابلية
الصينية
المايا
المصرية
الهندية
الرياضيات المتقطعة
المنطق
اسس الرياضيات
فلسفة الرياضيات
مواضيع عامة في المنطق
الجبر
الجبر الخطي
الجبر المجرد
الجبر البولياني
مواضيع عامة في الجبر
الضبابية
نظرية المجموعات
نظرية الزمر
نظرية الحلقات والحقول
نظرية الاعداد
نظرية الفئات
حساب المتجهات
المتتاليات-المتسلسلات
المصفوفات و نظريتها
المثلثات
الهندسة
الهندسة المستوية
الهندسة غير المستوية
مواضيع عامة في الهندسة
التفاضل و التكامل
المعادلات التفاضلية و التكاملية
معادلات تفاضلية
معادلات تكاملية
مواضيع عامة في المعادلات
التحليل
التحليل العددي
التحليل العقدي
التحليل الدالي
مواضيع عامة في التحليل
التحليل الحقيقي
التبلوجيا
نظرية الالعاب
الاحتمالات و الاحصاء
نظرية التحكم
بحوث العمليات
نظرية الكم
الشفرات
الرياضيات التطبيقية
نظريات ومبرهنات
علماء الرياضيات
500AD
500-1499
1000to1499
1500to1599
1600to1649
1650to1699
1700to1749
1750to1779
1780to1799
1800to1819
1820to1829
1830to1839
1840to1849
1850to1859
1860to1864
1865to1869
1870to1874
1875to1879
1880to1884
1885to1889
1890to1894
1895to1899
1900to1904
1905to1909
1910to1914
1915to1919
1920to1924
1925to1929
1930to1939
1940to the present
علماء الرياضيات
الرياضيات في العلوم الاخرى
بحوث و اطاريح جامعية
هل تعلم
طرائق التدريس
الرياضيات العامة
نظرية البيان
Madelung Constants
المؤلف: Bailey, D. H.; Borwein, J. M.; Crandall, R. E.; and Zucker, I. J.
المصدر: "Lattice Sums Arising from the Poisson Equation." J. Phys. A 46
الجزء والصفحة: ...
24-8-2020
1433
The quantities obtained from cubic, hexagonal, etc., lattice sums, evaluated at , are called Madelung constants.
For cubic lattice sums
(1) |
the Madelung constants expressible in closed form for even indices , a few examples of which are summarized in the following table, where is the Dirichlet beta function and is the Dirichlet eta function.
OEIS | constant | ||
2 | A086054 | ||
4 | A016639 |
To obtain the closed form for , break up the double sum into pieces that do not include ,
(2) |
|
(3) |
|
(4) |
where the negative sums have been reindexed to run over positive quantities. But , so all the above terms can be combined into
(5) |
The second of these sums can be done analytically as
(6) |
which in the case reduces to
(7) |
The first sum is more difficult, but in the case can be written
(8) |
Combining these then gives the original sum as
(9) |
is given by Benson's formula (Borwein and Bailey 2003, p. 24)
(10) |
|||
(11) |
|||
(12) |
(OEIS A085469), where the prime indicates that summation over (0, 0, 0) is excluded.
is sometimes called "the" Madelung constant, corresponds to the Madelung constant for a three-dimensional NaCl crystal. Crandall (1999) gave the expression
(13) |
Similar results were found by Tyagi (2004),
(14) |
|||
(15) |
|||
(16) |
the last of which converges rapidly. Averaging (16) and (13) then gives the beautiful equation
(17) |
which is correct to 10 decimal digits even if the sum is completely omitted (Tyagi 2004).
However, no closed form for is known (Bailey et al. 2006).
For hexagonal lattice sums, is expressible in closed form as
(18) |
|||
(19) |
(OEIS A086055).
REFERENCES:
Bailey, D. H.; Borwein, J. M.; Crandall, R. E.; and Zucker, I. J. "Lattice Sums Arising from the Poisson Equation." J. Phys. A 46, 115201, 31 pp., 2013.
Bailey, D. H.; Borwein, J. M.; Kapoor, V.; and Weisstein, E. W. "Ten Problems in Experimental Mathematics." Amer. Math. Monthly 113, 481-509, 2006.
Borwein, J. and Bailey, D. Mathematics by Experiment: Plausible Reasoning in the 21st Century. Wellesley, MA: A K Peters, 2003.
Borwein, J. M. and Borwein, P. B. Pi & the AGM: A Study in Analytic Number Theory and Computational Complexity. New York: Wiley, 1987.
Buhler, J. and Wagon, S. "Secrets of the Madelung Constant." Mathematica in Education and Research 5, 49-55, Spring 1996.
Crandall, R. E. "New Representations for the Madelung Constant." Exp. Math. 8, 367-379, 1999.
Crandall, R. E. and Buhler, J. P. "Elementary Function Expansions for Madelung Constants." J. Phys. Ser. A: Math. and Gen. 20, 5497-5510, 1987.
Finch, S. R. Mathematical Constants. Cambridge, England: Cambridge University Press, 2003.
Havil, J. "Madelung's Constant." §3.4 in Gamma: Exploring Euler's Constant. Princeton, NJ: Princeton University Press, pp. 33-35, 2003.
Sloane, N. J. A. Sequences A016639, A085469, A086054, and A086055 in "The On-Line Encyclopedia of Integer Sequences."
Tyagi, S. "New Series Representation for Madelung Constant." Oct. 17, 2004. https://arxiv.org/abs/cond-mat/0410424.